CN104183520A - 材料供给装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种材料供给装置，在更换填充容器时，能安全地更换填充容器而不会给使用者带来巨大负担。所述材料供给装置（1）包括：外容器（3），以将内容器（2）与外部空气隔离的方式收纳内容器（2），该内容器（2）收容材料并且具有用于导出所述材料的导出口（20）；连接接头，用于将供给配管（6b）与导出口（20）连接，供给配管（6b）将材料供给到位于外容器（3）的外侧的规定的装置中；以及接头操作机构（5），能从外容器（3）的外侧在维持与外部空气隔离的状态下操作配置在外容器（3）内的连接接头。

Description

材料供给装置

技术领域

本发明涉及用于供给例如半导体制造等中所使用的材料的材料供给装置。

背景技术

作为这种材料供给装置有专利文献1所记载的装置。

这种装置包括：填充有材料的填充容器；向填充容器内导入加压气体的加压气体导入配管；以及向外部供给填充容器内的材料的供给配管，通过从加压气体导入配管导入加压气体，并对填充容器内的气体空间进行加压，材料被挤出到供给配管并供给到填充容器的外部。

现有技术文献

专利文献1：日本专利公开公报特开2011-25104号

可是，当材料具有自燃性等、其处理必须加以严格注意的情况下，在更换填充容器时，需要谨慎操作以防材料从加压气体导入配管和供给配管等漏出。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种材料供给装置，在填充容器的更换时材料不易泄漏、能安全地进行操作。

本发明提供一种材料供给装置，其包括：外容器，用于以将内容器与外部空气隔离的方式收纳所述内容器，所述内容器收容材料并且具有用于导出所述材料的导出口；连接接头，用于将供给配管与所述导出口连接，所述供给配管将所述材料供给到位于所述外容器的外侧的规定的装置中；以及接头操作机构，能从所述外容器的外侧在维持与外部空气隔离了的状态下操作配置在所述外容器内的所述连接接头。

按照所述结构，通过接头操作机构，使用者能够在把内容器与外部空气隔离收纳的状态下从外容器的外侧进行内容器的更换操作。因此，即使更换操作中万一材料从内容器的导出口泄露了，由于漏出的材料会留在外容器的内侧，所以能保证安全性。

如果本发明的材料供给装置还包括：泄漏监视器，监视所述外容器的内部空间中的所述材料的泄漏；闭锁机构，设置在所述外容器的门上，所述门用于取放所述内容器；以及控制部，当由所述泄漏监视器检测到的材料泄漏量超过规定的阈值时，使所述闭锁机构动作以禁止所述门的开启，则即使在发生难以预料的情况、材料万一泄漏到外容器内的情况下，由于所述泄漏能被泄漏监视器检测出来，并且设置在外容器上的门被闭锁机构锁住而不能打开，所以能可靠地防止材料泄漏时使用者错误地打开门的情况。

如果所述泄漏监视器具备检测所述外容器的内部空间中的所述材料的泄漏的至少两个以上的检测器，则在一方的检测器发生错误时，可以用另一方的检测器检查一方的检测器的错误。此外，即使一方的检测器产生错误，由于可以用另一方的检测器检测材料的泄漏，所以能够可靠地监视外容器的内部空间中的材料的泄漏。

如果本发明的材料供给装置还包括不活泼气体充满机构，所述不活泼气体充满机构用不活泼气体将所述外容器的内部空间充满，则在材料具有自燃性等反应性时，通过使不活泼气体充满外容器内，即使材料万一泄漏到外容器内，也可以防止材料发生反应（例如着火等）。

作为优选的实施方式，可以举出：当从所述连接接头取下使用完毕的内容器的导出口时，从所述供给配管向所述外容器的内部空间导入不活泼气体，用于将使用完毕的内容器更换为新的内容器。

按照该结构，可以将供给配管中残留的材料清除，并且可以由泄漏监视器确认清除的结束。

此外，当即使经过了规定时间泄漏监视器所检测到的材料泄漏量仍超过规定的阈值时，可以判明存在材料泄漏到外容器内的可能性。

此外，在清除中，由于泄漏监视器监视外容器的内部空间、且设置在外容器上的门被闭锁机构锁住，因而可以防止清除时使用者错误地打开门的情况。

此外，本发明提供一种材料供给装置，其包括：内容器，收容材料并且具有用于导出所述材料的导出口；外容器，用于以将所述内容器与外部空气隔离的方式收纳所述内容器；以及连接接头，配置在所述外容器内，用于将所述导出口与供给配管连接，所述供给配管将所述材料供给到位于所述外容器的外侧的规定的装置中，所述材料供给装置还包括接头操作机构，所述接头操作机构能从所述外容器的外侧在维持与外部空气隔离了的状态下操作所述连接接头。

按照本发明的材料供给装置，填充容器的更换时材料不易泄漏、能安全地进行操作。

附图说明

图1是表示本发明的材料供给装置的示意图。

图2是表示本发明的外容器的立体图。

附图标记说明

1···材料供给装置

2···内容器

20··导出口

3···外容器

4a、4b···连接接头

5···接头操作机构

6a··压送配管

6b··供给配管

具体实施方式

下面说明本发明的材料供给装置的一个实施方式。

如图1和图2所示，本实施方式的材料供给装置1是构成半导体制造装置的一部分的装置，材料供给装置1包括：内容器2，收容半导体材料（例如三甲基铝等具有自燃性的液体材料）；外容器3，以将内容器2与外部空气隔离的方式收纳内容器2；以及供给配管6b，贯穿所述外容器3，与所述内容器2连接，向半导体制造室等规定的装置供给所述液体材料。

内容器2包括：中空的壳体2a，收容所述液体材料；第一管状体2c，以贯穿壳体2a的上壁的方式设置；以及第二管状体2b，从壳体2a的上壁突出。

第一管状体2c的下端一直延伸到壳体2a的底面附近，并浸渍在液体材料内，第一管状体2c的上端相当于权利要求中所记载的导出口20。另外，所述导出口20配置于外容器3的内部空间。

第二管状体2b与壳体2a的内部空间连通，如果通过所述第二管状体2b将不活泼气体压送到壳体2a的内部，则液体材料利用所述压力通过第一管状体2c并从导出口20导出。

如图1和图2所示，外容器3以将内容器2与外部空气隔离的方式收纳内容器2，外容器3具有：透明窗3a，镶嵌了用于视觉辨认其内部的玻璃等；以及门3b，用于取放内容器2。

供给配管6b的一端贯穿外容器3的上壁并与第一管状体2c的导出口20连接，另一端与半导体制造室等连接。利用压送的不活泼气体的压力从壳体2a的内部向导出口20导出的液体材料，经过所述供给配管6b供给到半导体制造室等。此外，供给配管6b的上端侧设有阀，该阀根据材料的供给状态适当地打开或关闭。

另外，在本实施方式中，除了供给配管6b以外，还设有压送配管6a，所述压送配管6a用于向内容器2输送不活泼气体以提高内部压力，从而从供给配管6b导出液体材料。

所述压送配管6a的一端与储存不活泼气体的储气瓶等连接，另一端与第二管状体2b连接，通过第二管状体2b向壳体2a内部压送不活泼气体。

在此，压送配管6a和供给配管6b的下端，分别通过连接接头4a、4b与第二管状体2b或第一管状体2c连接。

所述连接接头4a、4b的一个端部例如分别安装在供给配管6b和压送配管6a上，所述连接接头4a、4b的另一个端部可以通过旋拧螺母以可接触分离的方式分别安装在第二管状体2b或第一管状体2c的上端部。

在所述结构以外，在本实施方式的材料供给装置1中设有接头操作机构5，所述接头操作机构5能从外容器3的外侧在维持与外部空气隔离的状态下操作连接接头4a、4b。

接头操作机构5由手套构成，所述手套以堵塞设在外容器3的侧壁上的一对通孔的方式安装，并向外容器3的内部空间突出。

此外，使用者通过带上所述手套并旋拧设在连接接头4a、4b的一个端部上的螺母来连接第二管状体2b的上端部，并且连接第一管状体2c的上端部。另外，优选的是，接头操作机构5与连接接头4a、4b被设置成：与距所述外容器3的底面的距离相等。这是由于通过所述结构，接头操作机构5能更容易地操作连接接头4a、4b。

所述手套使用材料具有耐受性的例如橡胶手套等，并具备使用者把手放入手套中时可以够到连接接头4a、4b的长度。

此外，本实施方式的材料供给装置1包括：不活泼气体充满机构，在液体材料万一泄漏到外容器3的内部空间时，使不活泼气体充满外容器3的内部空间；泄漏监视器13，在外容器3的内部空间监视液体材料的泄漏；闭锁机构16，禁止设置在外容器3上的门3b的开启；警报器7，设置在外容器3的上壁上，将外容器3的内部空间中有材料泄漏的情况通知使用者；以及控制部，使闭锁机构16动作以禁止门的开启，并且使警报器7动作。

不活泼气体充满机构用于使不活泼气体充满外容器3的内部空间，不活泼气体充满机构包括：不活泼气体导入配管9a，以贯穿外容器3的侧壁的方式插入；以及质量流量控制器12，设置在不活泼气体导入配管9a上。

不活泼气体导入配管9a的一端延伸到外容器3的内侧，另一端与位于外容器3的外侧的、例如储存氮气等不活泼气体的气瓶连接。此外，通过所述不活泼气体导入配管9a从气瓶放出的不活泼气体被导入外容器3内。

质量流量控制器12用于调整流过不活泼气体导入配管9a的不活泼气体的流量，采用例如热式质量流量控制器。

本实施方式的不活泼气体充满机构还具备不活泼气体导出配管9b，该不活泼气体导出配管9b用于将从外容器3内溢出的不活泼气体导出。

所述不活泼气体导出配管9b的一端延伸到外容器3的内侧，另一端配置在外容器3的外侧。此外，当从不活泼气体导入配管9a导入外容器3的不活泼气体充满外容器3内时，溢出的不活泼气体经由所述不活泼气体导出配管9b向外容器3的外部导出。此外，不活泼气体导出配管9b上设有泄漏监视器13。

所述泄漏监视器13通过检测流过不活泼气体导出配管9b的不活泼气体中所含的材料，监视材料是否泄漏到了外容器3的内部空间中。此外，泄漏监视器13具有气体浓度监视器14a和气体检测器14b。

气体浓度监视器14a采用红外分光法来检测流过不活泼气体导出配管9b的不活泼气体所含的材料，所述红外分光法例如向流过不活泼气体导出配管9b的不活泼气体照射红外光以检测不活泼气体所含的材料。

气体检测器14b对例如流过不活泼气体导出配管9b的不活泼气体的一部分进行取样，并通过使用半导体传感器、催化剂传感器、光传感器等对取样到的气体进行检测以检测流过不活泼气体导出配管9b的不活泼气体所含的材料。

此外，气体浓度监视器14a检测到的材料泄漏量和气体检测器14b检测到的材料泄漏量被送往控制部。

控制部是在结构上具有CPU、内部存储器、I/O缓冲电路、AD转换器等的所谓的计算机电路。此外，控制部通过按照存储在内部存储器的规定区域中的程序动作进行信息处理，使闭锁机构16和警报器7动作。

具体而言，控制部接收从气体浓度监视器14a和气体检测器14b发送来的材料泄漏量，当这些材料泄漏量的任意一方超过了预先规定的规定阈值（正常浓度值）时，使闭锁机构16动作以禁止门3b的开启，并且使警报器7动作。

以下说明本实施方式的材料供给装置1的使用方法。

关于材料供给装置1使用时

使用者当取出内容器2中收容的材料时，从不活泼气体导入配管9a向外容器3内输送不活泼气体，使外容器3的内部空间充满不活泼气体。另外，此时设置在外容器3的门3b上的闭锁机构16动作，门3b的开启被禁止。

接着使用者观察用于检测外容器3的内部空间的压力的微差压计11a、11b，当确认了外容器3的内部空间相比于外容器3的外部成为加压状态时，判断不活泼气体已充满外容器3的内部空间，向压送配管6a导入不活泼气体。导入压送配管6a的不活泼气体，顺序通过连接接头4a和第二管状体2b被向内容器2压送。于是，通过所述压力，内容器2中收容的液体材料经过第一管状体2c从导出口20通过连接接头4b向供给配管6b导出。此外，使用者打开设置在供给配管6b上端的阀，将流过供给配管6b的材料供给到半导体制造室等。

此时，使用者对检测外容器3的内部空间的液体的液体检测器10进行确认，以确认材料是否泄漏到外容器3的内部空间。

进而通过气体浓度监视器14a和气体检测器14b监视外容器3的内部空间，并将所述气体浓度监视器14a和气体检测器14b检测到的材料泄漏量发送到控制部。

当从气体浓度监视器14a或气体检测器14b接收到的材料泄漏量的任意一方超过预先规定的阈值（正常浓度值）时，控制部维持使闭锁机构16动作的状态，并且使警报器7动作。

使用者在警报器7动作时，判断材料漏到外容器3内而停止材料供给装置1的使用。

关于材料供给装置1的内容器2更换时

使用者在进行内容器2的更换时，通过从压送配管6a和供给配管6b的上端导入不活泼气体，把压送配管6a和供给配管6b中残留的材料清除到内容器2中。另外，此时设置在外容器3的门3b上的闭锁机构16动作，门3b的开启被禁止。

使用者在对压送配管6a和供给配管6b进行清除期间，确认液体检测器10以确认材料是否泄漏到外容器3的内部空间。

此外，通过气体浓度监视器14a和气体检测器14b监视外容器3的内部空间，并将所述气体浓度监视器14a和气体检测器14b所检测到的材料泄漏量向控制部发送。

当气体浓度监视器14a或气体检测器14b发送的材料泄漏量的任意一方超过阈值时，控制部在保持闭锁机构16动作的状态下，使警报器7动作。

如果警报器7动作，则使用者判断材料泄漏到外容器3中，中止清除并且中断更换操作。

另一方面，在警报器7未动作时，使用者直到清除结束为止持续向压送配管6a和供给配管6b导入不活泼气体。此外，当与连接接头4a连接的压送配管6a上设置的压力传感器15成为减压状态、清除结束时，当确认到液体检测器10未检测到液体并且警报器7未动作时，判断材料未泄漏到外容器3的内部空间，对连接接头4a、4b加压。

此外，使用者为了解除压送配管6a和供给配管6b、与内容器2的连接，两手插入接头操作机构5的手套，边通过透明窗3a观察边使用配置在外容器3内的工具等，旋拧分别设置在连接接头4a、4b上的螺母从而将第二管状体2的上端从连接接头4a的一个端部取下，并且把第一管状体2c的上端（导出口20）从连接接头4b的一个端部取下。

此时，施加在连接接头4a上的压力，由压力传感器15检测后发送到控制部。

控制部在从压力传感器15接收到的压力成为预设的设定压力以下的时刻，开始计数规定时间，当在此期间气体浓度监视器14a或气体检测器14b所发送的材料泄漏量的任意一方都未超过阈值时，解除闭锁机构16并打开外容器3的门3b。

而后，使用者为了更换内容器2，取出收纳在外容器3中的使用完毕的内容器2，并且把新的内容器2放置到设置在外容器3内的底面上的负荷传感器8上，关闭设置在外容器3上的门3b。负荷传感器8如果承受内容器2的负荷，则检测到内容器2的负荷并将该信息发送到控制部。

控制部如果接收到用于通知负荷传感器8感知到负荷的电信号，则使设置在外容器3上的门3b的闭锁机构16动作。

使用者如果确认到外容器3的门3b的闭锁机构16动作，则为了把更换后的新的内容器2与压送配管6a和供给配管6b连接，再次将两手插入接头操作机构5的手套，边通过透明窗3a观察边使用工具等拧紧连接接头4a、4b的螺母以将第二管状体2b的上端与连接接头4a连接，并且把第一管状体2c的上端（导出口20）与连接接头4b连接。而后，从不活泼气体导入配管9a使不活泼气体流入外容器3的内部空间，将由于门3b的开闭而混入外容器3的内部空间中的空气与不活泼气体一起从不活泼气体导出配管9b向外容器3的外部导出。随后，观察微差压计11a、11b，如果确认到外容器3的内部空间相比于外容器3的外部成为加压状态，则判断空气已被除去，停止从不活泼气体导入配管9a导入不活泼气体。

另外，在为了更换内容器2而解除闭锁机构16时，控制部也可以从设置在与连接接头4a连接的压送配管6a上的压力传感器15成为减压状态、清除结束的时刻开始计数规定时间。在该情况下，使用者以不对连接接头4a、4b进行加压的方式解除压送配管6a和供给配管6b、与内容器2的连接。

材料泄漏到外容器3的内部空间时

当材料万一泄漏到外容器3的内部空间、警报器7动作时，使用者对气体浓度监视器14a、气体检测器14b，以及液体检测器10等进行确认，以确认材料是否泄漏。

随后，使不活泼气体从不活泼气体导入配管9a向外容器3的内部空间流入，使泄漏到外容器3的内部空间的材料汽化，并从不活泼气体导出配管9b将所述材料气体与不活泼气体一起向外容器3的外部导出。

此外，使用者一直到气体浓度监视器14a和气体检测器14b检测到的值下降到阈值以下为止进行待机。

当气体浓度监视器14a和气体检测器14b检测到的值下降到阈值以下时，控制部使警报器7停止并解除闭锁机构16。

另外，此时也可以采用下述方式：当气体浓度监视器14a和气体检测器14b检测到的值下降到阈值以下、且从下降到阈值以下开始起经过了规定时间时，控制部使警报器7停止并且解除闭锁机构16。

按照以上结构的本实施方式的材料供给装置1，其具有以下的效果。

由于具备能从外容器3的外侧在维持与所述外部空气隔离的状态下操作连接接头4a、4b的接头操作机构5，所以使用者能够在内容器2与外部空气隔离收纳的状态下，从外容器3的外侧进行内容器2的更换操作。因此，即使在更换操作中材料万一从内容器2的导出口20泄漏，由于漏出的材料留在外容器3的内侧，所以能够保证安全性。

此外，即使在材料万一泄漏到了外容器3内时，由于该泄漏能被泄漏监视器13检测到，设置在外容器3上的门3b被闭锁机构16锁住而不能打开，所以能够可靠地防止材料泄漏时使用者错误地将门3b打开的情况。

泄漏监视器13具备用于检测外容器3的内部空间中的材料泄漏的气体浓度监视器14a和气体检测器14b，所以即使一方的检测器产生错误，也可以用另一方的检测器检查一方的检测器的错误。此外，因为即使一方的检测器产生错误也可以用另一方的检测器检测材料的泄漏，所以能够可靠地监视外容器的内部空间中的材料的泄漏。

由于使用以堵塞设置在外容器3的外壁上的通孔的方式安装的、且向所述外容器3的内部空间突出的手套作为接头操作机构5，所以使用者仅仅把手伸入手套就能从外容器3的外侧操作连接接头，此外，由于手套可以使五指自由活动，所以用简单的结构就可以提供使用方便的装置。

由于材料供给装置1还具备用不活泼气体充满外容器3的内部空间的不活泼气体充满机构，所以通过在外容器3内充满不活泼气体，在材料具有自燃性等反应性时，即使材料万一泄漏到外容器内，也可以防止材料发生反应（例如着火等）。

将使用完毕的内容器2更换为新的内容器2时，由于从压送配管6a和供给配管6b向内容器2导入不活泼气体，所以可以清除压送配管6a和供给配管6b中残留的材料，并且可以通过泄漏监视器13确认清除的结束。

此外，在即使经过规定时间后泄漏监视器13所检测到的材料泄漏量仍超过规定的阈值时，可以判明存在材料泄漏到外容器3内的可能性。

此外，在清除中，由于泄漏监视器13监视外容器3的内部空间、且设置在外容器3上的门3b被闭锁机构16锁住，所以能防止清除时使用者错误把门3b打开的情况。

另外，本发明不限于所述实施方式。

尽管本实施方式使用了液体材料作为材料，但是也可以使用例如气体材料和固体材料等作为材料。

内容器可以配合材料适当变更。即，例如第一管状体和第二管状体可以都从壳体突出，第一管状体和第二管状体也可以都贯穿壳体。

此外，本实施方式的接头操作机构由使用者能自己操作的手套构成，但是也可以通过使用者远程操作的例如机械手等装置构成接头操作机构。按照该结构，使用者可以在可靠地确保自身安全的情况下进行内容器的更换操作。

可以根据内容器和接头操作机构的结构而适当变更外容器。即，例如接头操作机构为远程操作的机构时，也可以不在外容器上设置透明窗而另外设置拍摄外容器内的拍摄装置。

在所述实施方式中，当气体浓度监视器或气体检测器所发送的材料泄漏量的任意一方超过阈值时，控制部使闭锁机构和警报器动作，但是也可以采用下述方式：当气体浓度监视器和气体检测器所发送的材料泄漏量双方都超过阈值时，使闭锁机构和警报器动作。还可以采用下述方式：使用液体检测器检测液体得到的检测信号以及微差压计检测到的检测信号进行动作。

在所述实施方式中，通过确认微差压计来用于判断不活泼气体已充满了，这是由于所述实施方式的气体浓度监视器和气体检测器是仅检测三甲基铝等液体材料的规格。因此，在气体浓度监视器和气体检测器能检测例如氧等的情况下，也可以通过确认气体浓度监视器和气体检测器来确认不活泼气体是否已充满了。在该情况下，因为不必设置微差压计，所以能使装置结构简单。

另外，为了进行气体浓度监视器和气体检测器的零点修正，也可以设置直接连接不活泼气体导入配管9a和不活泼气体导出配管9b的管路。

在所述实施方式中，负荷传感器配置在外容器的内部空间中，但是也可以不设置负荷传感器。在该情况下，控制部可以通过检测到使用者关闭了设置在外容器上的门而使闭锁机构动作。

在所述实施方式中，不活泼气体导入流道上配置了质量流量控制器，但是也可以代替质量流量控制器而使用质量流量计，也可以使用通过手动调整不活泼气体的流量的针阀等。

在不违背本发明思想的范围内，本发明可以进行各种变形。

Claims (7)

1.一种材料供给装置，其特征在于包括：

外容器，用于以将内容器与外部空气隔离的方式收纳所述内容器，所述内容器收容材料并且具有用于导出所述材料的导出口；

连接接头，用于将供给配管与所述导出口连接，所述供给配管将所述材料供给到位于所述外容器的外侧的规定的装置中；以及

接头操作机构，能从所述外容器的外侧在维持与外部空气隔离了的状态下操作配置在所述外容器内的所述连接接头。

2.根据权利要求1所述的材料供给装置，其特征在于，

所述材料供给装置还包括：

泄漏监视器，监视所述外容器的内部空间中的所述材料的泄漏；

闭锁机构，设置在所述外容器的门上，所述门用于取放所述内容器；以及

控制部，当由所述泄漏监视器检测到的材料泄漏量超过规定的阈值时，使所述闭锁机构动作以禁止所述门的开启。

3.根据权利要求2所述的材料供给装置，其特征在于，所述泄漏监视器具备检测所述外容器的内部空间中的所述材料的泄漏的至少两个以上的检测器。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的材料供给装置，其特征在于，所述材料供给装置还包括不活泼气体充满机构，所述不活泼气体充满机构用不活泼气体将所述外容器的内部空间充满。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的材料供给装置，其特征在于，当从所述连接接头取下使用完毕的内容器的导出口时，从所述供给配管向所述外容器的内部空间导入不活泼气体，用于将使用完毕的内容器更换为新的内容器。

6.根据权利要求4所述的材料供给装置，其特征在于，当从所述连接接头取下使用完毕的内容器的导出口时，从所述供给配管向所述外容器的内部空间导入不活泼气体，用于将使用完毕的内容器更换为新的内容器。

7.一种材料供给装置，其特征在于，所述材料供给装置包括：内容器，收容材料并且具有用于导出所述材料的导出口；外容器，用于以将所述内容器与外部空气隔离的方式收纳所述内容器；以及连接接头，配置在所述外容器内，用于将所述导出口与供给配管连接，所述供给配管将所述材料供给到位于所述外容器的外侧的规定的装置中，

所述材料供给装置还包括接头操作机构，所述接头操作机构能从所述外容器的外侧在维持与外部空气隔离了的状态下操作所述连接接头。